1、新型混凝土技术新型混凝土技术1ppt课件混凝土发展状况混凝土发展状况( (一一) )高强趋势的发展高强趋势的发展 平均强度将超过平均强度将超过505060MPa60MPa； 100MPa100MPa以上将大量应用以上将大量应用. .( (二二) )混凝土的高性能化混凝土的高性能化( (三三) )轻型混凝土发展轻型混凝土发展2ppt课件精品资料 你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早
2、”混凝土存在的最大问题混凝土存在的最大问题 ( (一一) ) 混凝土耐久性混凝土耐久性 ( (二二) ) 混凝土脆性混凝土脆性( (或韧性或韧性) ) （三）混凝土配合比设计合理性（三）混凝土配合比设计合理性 （四）混凝土施工技术（四）混凝土施工技术 （五）外加剂的使用技术（五）外加剂的使用技术5ppt课件1 1、混凝土的高性能设想混凝土的高性能设想 1.11.1、结构材料的耐久性的重要不亚于强度，不少混、结构材料的耐久性的重要不亚于强度，不少混凝土建筑因材质劣化引起开裂破坏甚至崩塌，有些重要凝土建筑因材质劣化引起开裂破坏甚至崩塌，有些重要建筑物，如高层建筑、大跨桥梁、采油平台等对耐久性建筑物
3、，如高层建筑、大跨桥梁、采油平台等对耐久性的要求更高，以保证安全。的要求更高，以保证安全。 1.21.2、施工技术的进步和混凝土均匀性要求的提高，施工技术的进步和混凝土均匀性要求的提高，工作性成为另一重要性能指标。此外，体积稳定性、变工作性成为另一重要性能指标。此外，体积稳定性、变形、耐磨、疲劳等性能也受到重视。形、耐磨、疲劳等性能也受到重视。 由此混凝土的高性能设想出现。由此混凝土的高性能设想出现。第一章第一章 高性能混凝土高性能混凝土6ppt课件2 2、高性能混凝土定义的提出、高性能混凝土定义的提出 19901990年年5 5月美国国家标准与技术研究院（月美国国家标准与技术研究院（NSTN
4、ST）与美国）与美国混凝土协会（混凝土协会（ACIACI）首次提出高性能混凝土（）首次提出高性能混凝土（HPCHPC）这个名）这个名词，并同时给出如下说明：词，并同时给出如下说明： HPCHPC是同时具有某些性能的均质混凝土，必须采用严格是同时具有某些性能的均质混凝土，必须采用严格的施工工艺与优质原材料，配制成便于浇筑、不离析、力的施工工艺与优质原材料，配制成便于浇筑、不离析、力学性能稳定、早期强度高、并具有韧性和体积稳定性的混学性能稳定、早期强度高、并具有韧性和体积稳定性的混凝土，特别适于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的凝土，特别适于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑物。建筑物。7
5、ppt课件我国部分学者的看法：我国部分学者的看法： 高性能混凝土应根据用途与经济合理等条件对性能高性能混凝土应根据用途与经济合理等条件对性能有所侧重，现阶段高性能混凝土强度低限可向中等强度有所侧重，现阶段高性能混凝土强度低限可向中等强度等级适当延伸，但以不损及混凝土内部结构（如孔结构、等级适当延伸，但以不损及混凝土内部结构（如孔结构、界面结构、水化物结构等）的发展与耐久性为度，例如界面结构、水化物结构等）的发展与耐久性为度，例如水胶比不应低于水胶比不应低于0.40.4，胶结材不应少于，胶结材不应少于300kg/m300kg/m3 3，当含气，当含气量高时（抗冻融要求）强度还可以适当降低。量高时
6、（抗冻融要求）强度还可以适当降低。 随着材性、工艺、结构设计的进步，随着材性、工艺、结构设计的进步，HPCHPC的强度低限的强度低限自然会提高。如果现在将自然会提高。如果现在将HPCHPC强度规定在强度规定在505060Mpa 60Mpa 以以上，则用途很受限制，大大妨碍了上，则用途很受限制，大大妨碍了HPCHPC的推广应用。的推广应用。8ppt课件 HPCHPC是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在严格的质量管理条件下制成的。选用优质原材料，在严格的
7、质量管理条件下制成的。除了水泥、水、集料以外，必须掺加足够数量的细除了水泥、水、集料以外，必须掺加足够数量的细掺料与外加剂。掺料与外加剂。 HPCHPC研制的技术途径和措施：研制的技术途径和措施：改善水泥石集料界面结改善水泥石集料界面结构构改善水泥石的孔结改善水泥石的孔结构构改善混凝土生产施工工艺改善混凝土生产施工工艺控制水灰比控制水灰比9ppt课件高性能混凝土制备技术高性能混凝土制备技术-材料特征：材料特征：优选骨料优选骨料 高性能混凝土材料组成高性能混凝土材料组成活性矿物掺合活性矿物掺合料，降低水泥料，降低水泥用量用量使用高效减水剂使用高效减水剂和其它必要的化和其它必要的化学外加剂，降低学
8、外加剂，降低水胶比水胶比10ppt课件高性能混凝土制备技术高性能混凝土制备技术-结构特点：结构特点： 孔隙率较低，而且基本上不存在大于孔隙率较低，而且基本上不存在大于100nm100nm的大孔；的大孔； 水化物中水化物中CaCa（OHOH）2 2减少，减少，CSHCSH和和AFtAFt增多；增多； 未水化颗粒较多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级未水化颗粒较多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级中心质增多，各中心质间距离缩短，有利的中心中心质增多，各中心质间距离缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架得到加强。质效应增多，中心质网络骨架得到加强。 界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、界面过渡层厚度小，并且
9、孔隙率低、CaCa（OHOH）2 2数数量减少，取向程度下降，水化物结晶颗粒尺寸减量减少，取向程度下降，水化物结晶颗粒尺寸减小，更接近于水泥石本体水化物的分布，因而得小，更接近于水泥石本体水化物的分布，因而得到加强。到加强。11ppt课件水泥浆组成与水灰比关系（水泥水化程度水泥浆组成与水灰比关系（水泥水化程度100%）水泥凝胶水泥凝胶未水化水泥未水化水泥孔隙孔隙凝胶水凝胶水毛细孔毛细孔体体积积%水灰比（水灰比（W/C）12ppt课件 b b、含超细粉、含超细粉的水泥石孔结构的水泥石孔结构 孔径孔径/nm/nma 、不含超细、不含超细粉的水泥石孔粉的水泥石孔结构结构孔径孔径/nm/nm细孔分布细
10、孔分布（cmcm2 2/g/g）细孔分布细孔分布（cmcm2 2/g/g） 7d7d 13ppt课件a、不含超细粉的水泥石孔结构、不含超细粉的水泥石孔结构 b、含超细粉的水泥石孔结构、含超细粉的水泥石孔结构 细孔分布（细孔分布（cmcm2 2/g/g）孔径孔径/nm/nm孔径孔径/nm/nm28d28d14ppt课件高性能混凝土制备技术高性能混凝土制备技术-性能特点：性能特点：高工作性；高工作性；低渗透性；低渗透性；高强度；高强度；体积稳定好；体积稳定好；长期耐久性能好；长期耐久性能好；高高性性能能混混凝凝土土15ppt课件4 4、HPCHPC的新组分的新组分试验项目试验项目矿物外加剂品种矿物
11、外加剂品种磨细矿渣磨细矿渣磨细粉煤灰磨细粉煤灰磨细天然沸石磨细天然沸石硅灰硅灰IIIIII物物理理性性能能比表面积，比表面积，m2/kg，75055035060040070050015000含水率，含水率，%，1.01.0-3.0胶胶砂砂性性能能需水量比，需水量比，%，10095105110115125活活性性指指数数3d，%，857055-7d，%，10085758075-28d，%，115105100908590858516ppt课件 形态效应形态效应 三个作用，即三个作用，即: : 填充作用、润滑作用、均化作用填充作用、润滑作用、均化作用 磨细粉煤灰磨细粉煤灰中含有大量空心或实心的玻璃珠
12、，中含有大量空心或实心的玻璃珠，促使水泥浆体的需水量降低，可起减水作用。同促使水泥浆体的需水量降低，可起减水作用。同时，比水泥熟料粒度更细的、级配连续的时，比水泥熟料粒度更细的、级配连续的磨细粉煤磨细粉煤灰灰微粒均匀地分布在浆体中，会增强保水性和匀质微粒均匀地分布在浆体中，会增强保水性和匀质性，改善浆体的初始结构，减小混凝土的早期收缩。性，改善浆体的初始结构，减小混凝土的早期收缩。（1 1）掺和料作用）掺和料作用-以磨细粉煤灰为例以磨细粉煤灰为例 形态效应、活性效应、微集料效应形态效应、活性效应、微集料效应17ppt课件均匀分布于水泥石中的粉煤灰微珠均匀分布于水泥石中的粉煤灰微珠 18ppt课
13、件 活性效应活性效应 磨细粉煤灰磨细粉煤灰本身不具有或只有很弱的胶凝性质，本身不具有或只有很弱的胶凝性质，但在水存在的情况下与但在水存在的情况下与CaOCaO化合将会形成水硬性固化合将会形成水硬性固体，这种性质称为火山灰性质。超细粉煤灰是一种体，这种性质称为火山灰性质。超细粉煤灰是一种比较典型的火山灰质材料，粉煤灰活性越大，混凝比较典型的火山灰质材料，粉煤灰活性越大，混凝土力学、耐久性越好。由于活性的影响因素很多，土力学、耐久性越好。由于活性的影响因素很多，而且活性的发挥也受到很多因素的影响，要准确建而且活性的发挥也受到很多因素的影响，要准确建立活性与混凝土性能之间的关系是比较困难的。一立活性
14、与混凝土性能之间的关系是比较困难的。一般认为，玻璃体含量越高，活性越大，硬化浆体的般认为，玻璃体含量越高，活性越大，硬化浆体的强度也越高。强度也越高。19ppt课件3 3、微集料效应、微集料效应 磨细粉煤灰磨细粉煤灰的微集料效应是指的微集料效应是指磨细粉煤灰磨细粉煤灰微细颗微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样。由于一样。由于磨细粉煤灰磨细粉煤灰微粒在水泥浆体中分散状态良微粒在水泥浆体中分散状态良好，有助于混凝土中孔隙和毛细孔的充填和好，有助于混凝土中孔隙和毛细孔的充填和“细细化化”，减少了水泥浆体中的含气量，降低混凝土的泌，减少
15、了水泥浆体中的含气量，降低混凝土的泌水性。水性。 对于一般的混凝土来说，浆集界面联结薄弱，但对于一般的混凝土来说，浆集界面联结薄弱，但超细矿粉界面层的显微硬度大于水泥凝胶的显微硬超细矿粉界面层的显微硬度大于水泥凝胶的显微硬度，且水化层扩散速率比熟料颗粒的水化层扩散速率度，且水化层扩散速率比熟料颗粒的水化层扩散速率要缓慢得多，在保持微集料状态的时间上更长。要缓慢得多，在保持微集料状态的时间上更长。20ppt课件(2)(2)高性能混凝土外加剂高性能混凝土外加剂 普通减水剂（减水率普通减水剂（减水率8%)8%)木质素磺酸盐木质素磺酸盐糖蜜类糖蜜类 高效减水剂（减水率高效减水剂（减水率12%)12%)
16、萘磺酸盐甲醛缩合物（萘磺酸盐甲醛缩合物（19621962年服部健一博士）年服部健一博士）多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物三聚氰胺（密胺）系减水剂（三聚氰胺（密胺）系减水剂（19641964年德国年德国SKW)SKW)氨基磺酸盐减水剂氨基磺酸盐减水剂脂肪族羟基磺酸盐减水剂脂肪族羟基磺酸盐减水剂( (丙酮类减水剂丙酮类减水剂) ) 高性能减水剂高性能减水剂聚羧酸类接枝共聚物（聚羧酸类接枝共聚物（19861986年日本）年日本）RM=Na or CaSO3MnR=H or CH3CH2NNNNHONH*CH2*HNCH2SO3Nan21ppt课件传统缩聚物外加剂缺点传统缩聚物外加剂缺
17、点减水率低减水率低保坍能力差保坍能力差增大混凝土收缩增大混凝土收缩生产污染环境生产污染环境萘系减水剂不能认为是高性能减水剂萘系减水剂不能认为是高性能减水剂22ppt课件新型聚羧酸外加剂优点新型聚羧酸外加剂优点掺量低、减水率高，大幅度提高掺合材用量掺量低、减水率高，大幅度提高掺合材用量降低混凝土收缩，提高抗裂性降低混凝土收缩，提高抗裂性分子结构可调性强分子结构可调性强清洁化生产清洁化生产接枝共聚物满足高性能混凝土外加剂的要求，世界性的研究热点接枝共聚物满足高性能混凝土外加剂的要求，世界性的研究热点23ppt课件 高性能外加剂要求高性能外加剂要求大减水、高增强（混凝土强度持续增长）大减水、高增强（
18、混凝土强度持续增长）优异的坍落度保持性能优异的坍落度保持性能良好的和易性（不泌水、不离析）良好的和易性（不泌水、不离析）气泡质量好（气泡间隔系数小气泡质量好（气泡间隔系数小, ,含气量损失小），含气量损失小），且含气量可调且含气量可调不增大混凝土收缩不增大混凝土收缩对混凝土性能副作用小对混凝土性能副作用小材料组成和生产工艺对环境影响小材料组成和生产工艺对环境影响小对水泥、工业废渣、集料和气温具有广泛的适应对水泥、工业废渣、集料和气温具有广泛的适应性性24ppt课件 高性能聚羧酸外加剂高性能聚羧酸外加剂 由含有羧基的不饱和单体和大单体共聚而成，对由含有羧基的不饱和单体和大单体共聚而成，对混凝土具
19、有混凝土具有高减水、高保坍、高增强、低收缩高减水、高保坍、高增强、低收缩等优等优异性能的环保型系列减水剂。异性能的环保型系列减水剂。Side chainMain chainCCH2CCH2COOHCOO(CH2CH2RO)RRRmn25ppt课件. .水中的聚羧酸盐水中的聚羧酸盐7 nm 20 nmRh 15 nm聚羧酸盐超塑化剂分子构象聚羧酸盐超塑化剂分子构象26ppt课件高性能聚羧酸外加剂对水泥的作用机理高性能聚羧酸外加剂对水泥的作用机理27ppt课件聚羧酸系减水剂的聚羧酸系减水剂的 “ “吸附分散吸附分散”机理机理+-紧密层溶液溶液水泥粒子水泥粒子水泥粒子水泥粒子+位阻 斥力静电斥力?-
20、溶剂化包 裹层弱极性基阴离基团PEOPEO侧链减水剂主 链水泥粒子 表 面滑移面+-28ppt课件链的作用链的作用主链和侧链决定分子量大小，影响静电斥力和位主链和侧链决定分子量大小，影响静电斥力和位阻斥力。阻斥力。弱极性的弱极性的-OH-OH、-SH-SH、-COR-COR、-CONH-CONH2 2、-CN-CN、-NH-NH2 2以以及短及短PEOPEO链等，影响静电斥力和位阻斥力；链等，影响静电斥力和位阻斥力；强极性短侧链的强极性短侧链的COOCOO、SOSO3 3基团密度越高，基团密度越高，在极性的水泥颗粒表面锚固作用增强，有助于阻在极性的水泥颗粒表面锚固作用增强，有助于阻止水分子通过
21、紧密的绒化层，具有明显的缓凝作止水分子通过紧密的绒化层，具有明显的缓凝作用，影响静电斥力。用，影响静电斥力。29ppt课件采取交联措施采取交联措施碱性条件下逐碱性条件下逐步降解步降解空间位阻空间位阻水泥水化不影水泥水化不影响分散响分散优异的保坍性能优异的保坍性能高性能聚羧酸外加剂的构效关系高性能聚羧酸外加剂的构效关系30ppt课件引入两性聚电解引入两性聚电解质结构质结构改善吸附性改善吸附性提高饱和掺量提高饱和掺量采用长聚醚侧链采用长聚醚侧链空间位阻效应空间位阻效应高减水率高减水率减少收缩减少收缩接枝化学减缩组接枝化学减缩组份份降低混凝土孔隙降低混凝土孔隙内部界面张力内部界面张力高性能聚羧酸外加
22、剂的构效关系高性能聚羧酸外加剂的构效关系31ppt课件高性能聚羧酸外加剂的性能特点高性能聚羧酸外加剂的性能特点32ppt课件化学外加剂生产现状化学外加剂生产现状表表1 2007年我国各品种混凝土外加剂产量（万吨）年我国各品种混凝土外加剂产量（万吨）品种品种萘系萘系蒽系蒽系洗油系洗油系氨基氨基磺酸盐磺酸盐脂肪族脂肪族密胺密胺系系高性能高性能减水剂减水剂木质素木质素磺酸盐磺酸盐引气引气剂剂膨胀膨胀剂剂速凝速凝剂剂葡萄葡萄糖酸盐糖酸盐产量产量197.424.631.649.9411.560.41341.4317.510.3410035.414.5注：注：1.表中高性能减水剂按照表中高性能减水剂按照2
23、0%液体计算，其余外加剂均已折成固体。液体计算，其余外加剂均已折成固体。2.不包括各类复合外加剂不包括各类复合外加剂33ppt课件我国聚羧酸系减水剂年用量的统计我国聚羧酸系减水剂年用量的统计铁路铁路PCAPCA用量约占全国总量的三分之一用量约占全国总量的三分之一34ppt课件 混凝土结构研究的不同尺度和对象混凝土结构研究的不同尺度和对象粗观粗观（macro,mm）细观或称亚微观细观或称亚微观（Submacro,m）微观微观（micro,nm）混凝土混凝土硬化水泥浆体硬化水泥浆体水泥水化物水泥水化物原子、分子的堆积，原子、分子的堆积，键合性质和能量键合性质和能量水泥水泥水化物水化物界面界面过渡区
24、过渡区未水化未水化颗粒颗粒孔孔组成、组成、形貌形貌空间分布、空间分布、填充状况填充状况数量数量级配级配水泥石水泥石集料集料密实度密实度（气孔孔（气孔孔隙率）隙率）级配、级配、粒形、粒形、表面表面35ppt课件 研究方法研究方法XRD-XRD-水化产物的组成水化产物的组成SEM-SEM-水化产物的形貌水化产物的形貌MIP-MIP-水化产物的孔结构水化产物的孔结构不同外加剂对微不同外加剂对微观结构的影响观结构的影响36ppt课件 XRD基准试样基准试样(3d)基准试样基准试样(28d)3d3d中存在中存在Ca(OH)Ca(OH)2 2和较多的未水化水和较多的未水化水泥颗粒泥颗粒 28d28d中仍存
25、在未水中仍存在未水化的水泥颗粒，化的水泥颗粒，但是其数量明显但是其数量明显减少，尤其是减少，尤其是C C4 4AFAF、C C3 3S S含量明含量明显减少显减少 37ppt课件掺FDN (3d)掺FDN (28d)3d3d水化产物主要为水化产物主要为Ca(OH)Ca(OH)2 2、未水化水泥、未水化水泥颗粒以及水化颗粒以及水化C-S-HC-S-H凝凝胶。胶。 28d28d无定形凝胶物质无定形凝胶物质几乎消失，未水化的几乎消失，未水化的C C4 4AFAF颗粒衍射峰也随颗粒衍射峰也随着水化龄期的增长而着水化龄期的增长而消失，消失，C-S-HC-S-H凝胶谱凝胶谱峰强而尖锐，表明生峰强而尖锐，表
26、明生成了结晶良好的水化成了结晶良好的水化产物。产物。 38ppt课件掺PCA (3d)掺PCA (28d)与掺与掺FDNFDN减水剂类似，减水剂类似，但对但对3d3d水化的影响程度水化的影响程度不同，无定形凝胶增多，不同，无定形凝胶增多，水化水化28d28d后无定形凝胶后无定形凝胶物质几乎消失，试样中物质几乎消失，试样中C-S-HC-S-H凝胶谱峰强而尖凝胶谱峰强而尖锐。锐。 39ppt课件 XRDXRD衍射结果表明衍射结果表明: :掺加掺加PCAPCA超塑化剂的水泥浆体和纯水泥浆体的水化产物超塑化剂的水泥浆体和纯水泥浆体的水化产物是相同的，只是是相同的，只是水化程度的差异水化程度的差异，随龄
27、期的增加掺，随龄期的增加掺PCAPCA超塑化剂的水泥浆体水化程度加深，超塑化剂的水泥浆体水化程度加深，C C3 3S S和和C C2 2S S峰明显降峰明显降低，而低，而Ca(OH)Ca(OH)2 2和和C-S-HC-S-H凝胶峰不断增加。凝胶峰不断增加。掺外加剂的水泥浆体水化掺外加剂的水泥浆体水化28d 28d 时时Ca(OH)Ca(OH)2 2比纯水泥浆减比纯水泥浆减少，少，C-S-HC-S-H凝胶峰增多，说明生成了更多的水化硅酸钙、凝胶峰增多，说明生成了更多的水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物。水化铝酸钙等水化产物。掺聚羧酸系外加剂和萘系减掺聚羧酸系外加剂和萘系减水剂的水泥浆体呈现出相同的
28、变化规律。水剂的水泥浆体呈现出相同的变化规律。 40ppt课件 纯水泥浆水化纯水泥浆水化 3d3d水化形貌水化形貌 300100030001000041ppt课件 纯水泥浆水化纯水泥浆水化 28d28d水化形貌水化形貌 300100030001000042ppt课件 掺掺FDN FDN 水化产物形貌水化产物形貌3d28d300 3000 300 3000 43ppt课件 掺掺PCA PCA 水化产物形貌水化产物形貌 3d28d300 5000 10000 300 5000 10000 44ppt课件 从从SEMSEM的照片分析中可以发现：的照片分析中可以发现：纯水泥浆体在水化初期，有大量的钙矾
29、石以及纯水泥浆体在水化初期，有大量的钙矾石以及Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体，甚至到水化晶体，甚至到水化28d28d后仍可以见结晶后仍可以见结晶颗粒较大的颗粒较大的Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体。晶体。掺加了掺加了FDNFDN减水剂或减水剂或PCAPCA减水剂，在水化初期就减水剂，在水化初期就形成了均匀的形成了均匀的C-S-HC-S-H凝胶，且相互连接，紧密凝胶，且相互连接，紧密堆积，随水化的继续进行，这种紧密堆积的结堆积，随水化的继续进行，这种紧密堆积的结构发展更为广泛，构发展更为广泛，Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体已基本不易发晶体已基本不易发现，现，尤其是掺尤其是掺PCAPCA
30、超塑化剂形成的水化产物更超塑化剂形成的水化产物更为致密为致密 。45ppt课件Ref.FDNPCA3d样品的孔径分布图样品的孔径分布图 28d样品的孔径分布图样品的孔径分布图 Ref.FDNPCA MIP 浆体最可几孔径浆体最可几孔径纯水泥（纯水泥（RefRef） 58nm58nm掺萘系减水剂（掺萘系减水剂（FDNFDN） 40nm40nm掺聚羧酸系减水剂（掺聚羧酸系减水剂（PCAPCA） 35nm35nm46ppt课件孔孔径径分分布布比比例例/%(a)3d样品的孔径分布比例图样品的孔径分布比例图 (b)28d样品的孔径分布比例图样品的孔径分布比例图孔孔径径分分布布比比例例/% MIPMIP分
31、析结果表明分析结果表明外外加剂掺入水泥浆体后，改善了水泥浆体内部的孔结构。加剂掺入水泥浆体后，改善了水泥浆体内部的孔结构。掺掺PCAPCA水泥浆体孔径持续减小，水泥浆体孔径持续减小，28d28d后有害孔和多害孔基本没有。后有害孔和多害孔基本没有。 47ppt课件 外加剂对混凝土氯离子渗透性能的影响外加剂对混凝土氯离子渗透性能的影响 外加剂外加剂配合比配合比 /kg/m3坍落度坍落度/cm含气量含气量/%抗压强度抗压强度/MPaCFASGW7d28d56d84dFDN280 120 780 1170 15217.52.048.4 70.5 76.2 79.4PCA20.02.252.4 70.3
32、 77.6 80.7FDN+引气剂引气剂19.57.545.9 60.0 65.7 70.2PCA+引气剂引气剂21.57.850.3 64.5 72.9 75.648ppt课件外加剂对混凝土混凝土抗冻性能的影响外加剂对混凝土混凝土抗冻性能的影响 含气量经时变化含气量经时变化 49ppt课件外加剂对混凝土碳化性能及钢筋锈蚀能力的影响外加剂对混凝土碳化性能及钢筋锈蚀能力的影响混凝土配合比混凝土配合比/ /kg/mkg/m3 3外加剂外加剂碳化深度碳化深度/ /mmmmC CFAFAS SG GW W3d3d7d7d14d14d28d28d420420/ /75175110801080168168
33、PCAPCA0.230.23 0.550.55 0.660.66 1.221.22FDNFDN0.860.86 0.9450.945 2.352.35 2.752.7533033010010075175110801080168168PCAPCA1.281.28 1.791.79 3.123.12 4.324.32FDNFDN2.072.07 3.063.06 4.374.37 5.295.29掺聚羧酸减水剂混凝土掺聚羧酸减水剂混凝土 具有更高的密实性具有更高的密实性 更强的抗氯离子渗透能力更强的抗氯离子渗透能力更强的更强的抗抗CO2渗透能力渗透能力用聚羧酸减水剂配制的混凝土用聚羧酸减水剂配制的
34、混凝土具有更强的钢筋保护能力具有更强的钢筋保护能力更好的减少或避免钢筋锈蚀更好的减少或避免钢筋锈蚀提高混凝土结构的安全性提高混凝土结构的安全性50ppt课件51ppt课件52ppt课件53ppt课件54ppt课件中央电视台央视大楼新址工程55ppt课件 使用聚羧酸系减水剂配制的大掺量粉煤灰和矿渣使用聚羧酸系减水剂配制的大掺量粉煤灰和矿渣C40C40混凝土，混凝土厚混凝土，混凝土厚1313米，混凝土和易性好，无离米，混凝土和易性好，无离析泌水，保证析泌水，保证2 2小时内运输到现场，泵送前坍落度，小时内运输到现场，泵送前坍落度，出泵后混凝土坍落度，混凝土泵送顺利。出泵后混凝土坍落度，混凝土泵送顺
35、利。56ppt课件客运专线掺高性能外加剂砼性能指标客运专线掺高性能外加剂砼性能指标序号序号项目项目指标指标备注备注1 1减水率，减水率，2020/2 2含气量，（用于非抗冻砼）含气量，（用于非抗冻砼）3.03.0/含气量，（用于抗冻砼）含气量，（用于抗冻砼）4.54.53 3坍落度保留值，坍落度保留值，mm mm （30min30min） 180180（用于砼泵送）（用于砼泵送）坍落度保留值，坍落度保留值，mm mm （60min60min）1501504 4常压泌水率，常压泌水率，2020/5 5压力泌水率，压力泌水率，9090（用于砼泵送）（用于砼泵送）6 6抗压强度比，抗压强度比，3d3
36、d，130130/抗压强度比，抗压强度比，7d7d，125125/抗压强度比，抗压强度比，28d28d，120120/7 7对钢筋腐蚀作用对钢筋腐蚀作用无腐蚀无腐蚀/8 8收缩率比，收缩率比，135135/9 9相对耐久性指标，相对耐久性指标，200200次次8080/57ppt课件 Dewey & Almy 30 Dewey & Almy 30 年代开发用于橡胶工业的专利技术年代开发用于橡胶工业的专利技术 ，1962 1962 年日本开发成用于混凝土高效减水剂。年日本开发成用于混凝土高效减水剂。 我国最早我国最早用于染料助剂（用于染料助剂（NNO, MFNNO, MF） 有钠和钙盐两种类型（
37、钙盐为低碱高浓型有钠和钙盐两种类型（钙盐为低碱高浓型, ,成本较高）成本较高） 不同厂家工艺流程大致相同不同厂家工艺流程大致相同, , 差异在于工艺控制水平差异在于工艺控制水平, , 如磺化、中和和缩合程度，造成氯离子、碱含量、硫酸如磺化、中和和缩合程度，造成氯离子、碱含量、硫酸盐含量、不溶物等的差别，以及减水率和与水泥相容性盐含量、不溶物等的差别，以及减水率和与水泥相容性的差别的差别萘磺酸盐系高效减水剂萘磺酸盐系高效减水剂(NSFC)(NSFC)58ppt课件萘磺酸盐系高效减水剂的优缺点萘磺酸盐系高效减水剂的优缺点 优点：优点：减水率可达减水率可达3030，减水作用与水泥化学及，减水作用与水
38、泥化学及添加方式添加方式有有 关，后掺效果好。关，后掺效果好。高掺量或超量时性能可预测性较好，有轻微缓凝和高掺量或超量时性能可预测性较好，有轻微缓凝和引气作用。引气作用。生产和使用技术较成熟生产和使用技术较成熟 缺点：缺点：非线性掺量减水率关系，在低掺量时减水效果差。非线性掺量减水率关系，在低掺量时减水效果差。混凝土拌和物较硬，触变性突出，坍落度小于混凝土拌和物较硬，触变性突出，坍落度小于160mm 160mm 时泵压较大时泵压较大 。59ppt课件 至今为止，我国砼化学外加剂产品生产以高效减水剂为至今为止，我国砼化学外加剂产品生产以高效减水剂为主，其中萘系占高效减水剂总量的主，其中萘系占高效
39、减水剂总量的8080。萘系高效减水剂分。萘系高效减水剂分两类：低浓型（占两类：低浓型（占8585）和高浓型（占）和高浓型（占1515）。萘系高效减）。萘系高效减水剂的化学性能指标见下表：水剂的化学性能指标见下表：化学指标化学指标国际国际（实测值）（实测值）国内市场（实测值）国内市场（实测值）PCAPCA高性能减水剂高性能减水剂（实测值）（实测值）2020低浓型低浓型高浓型高浓型硫酸钠含量硫酸钠含量3.03.0151522225.05.00.10.11.01.0氯离子含量氯离子含量0.030.030.50.51.51.50.010.010.500.500.010.010.050.05碱含量碱含量
40、8.08.0101018188 812120.20.21.51.5低浓型萘系减水剂对砼次生耐久性的危害低浓型萘系减水剂对砼次生耐久性的危害60ppt课件低浓型萘系减水剂对砼次生耐久性的危害低浓型萘系减水剂对砼次生耐久性的危害 低浓型萘系减水剂硫酸钠含量高，含碱量高，对混凝低浓型萘系减水剂硫酸钠含量高，含碱量高，对混凝土抵抗钢筋锈蚀不利。土抵抗钢筋锈蚀不利。 高浓度和低浓度不是浓度差别，而是品位差别：低浓高浓度和低浓度不是浓度差别，而是品位差别：低浓度低品位；高浓度高品位。度低品位；高浓度高品位。61ppt课件外加剂有害物测控项与质控模式外加剂有害物测控项与质控模式地区地区国际标准（国际标准（A
41、STMASTM、BSBS、JISAJISA）国内保准（国标、行标）国内保准（国标、行标）测控项测控项氯离子含量、碱含量氯离子含量、碱含量氯离子含量、碱含量、硫酸氯离子含量、碱含量、硫酸钠含量钠含量质控模式质控模式买卖双方协定（买卖双方协定（ASTMASTM）外加剂质量控制（外加剂质量控制（BSBS）混凝土总量控制（混凝土总量控制（JISAJISA）买卖双方协定（买卖双方协定（GB8076GB8076）外加剂质量控制（外加剂质量控制（JC/T223JC/T223、铁标）铁标） 外加剂有害物质控未考虑掺量因素，给工程、生产方外加剂有害物质控未考虑掺量因素，给工程、生产方和监理部门带来困难。为此建议
42、：质控模式应采用外加剂和监理部门带来困难。为此建议：质控模式应采用外加剂有害物质量控制和由外加剂带入砼中有害物总量控制双控有害物质量控制和由外加剂带入砼中有害物总量控制双控模式。日本已经考虑这个问题了，混凝土中由外加剂加入模式。日本已经考虑这个问题了，混凝土中由外加剂加入的碱含量的碱含量0.3kg/m0.3kg/m3 3，氯离子含量，氯离子含量0.02kg/m0.02kg/m3 362ppt课件聚羧酸系高效减水剂的优点聚羧酸系高效减水剂的优点v 强力分散作用，减水率可高达强力分散作用，减水率可高达40%40%。v 掺量掺量- -减水率关系接近于线减水率关系接近于线 性性 ，性能可预测性好。，性
43、能可预测性好。v 设计合成的产品，可通过分子结构设计和工艺设计合成的产品，可通过分子结构设计和工艺 控控制来获得不同要求的性制来获得不同要求的性 能能v 碱和氯离子含量低碱和氯离子含量低, , 混凝土收缩较小混凝土收缩较小v 有适量的引气性有适量的引气性, , 对水泥品种其是水泥碱含量敏对水泥品种其是水泥碱含量敏感感 63ppt课件聚羧酸系高效减水剂的缺点聚羧酸系高效减水剂的缺点v 原来的认识有误：原来的认识有误：坍落度经时损失未必较小。坍落度经时损失未必较小。混凝土配合比合适时，拌和物工作性好混凝土配合比合适时，拌和物工作性好, ,动粘度动粘度低低, ,抗离析泌水能力较好，但对掺量极为敏感。
44、抗离析泌水能力较好，但对掺量极为敏感。v 低强度等级混凝土泌水严重。低强度等级混凝土泌水严重。v 复配技术难度大，使用技术不成熟。复配技术难度大，使用技术不成熟。v 原料和工艺不同时性能差别很大。原料和工艺不同时性能差别很大。v 成本较高。成本较高。64ppt课件减水剂的选择和使用减水剂的选择和使用 用产品用产品“代代”评价减水剂是不合适的，因为任何产评价减水剂是不合适的，因为任何产品都有利必有弊。品都有利必有弊。 没有好与不好的，只有合适与不合适的没有好与不好的，只有合适与不合适的 外加剂不是灵丹妙药，必须配合混凝土材料其他组外加剂不是灵丹妙药，必须配合混凝土材料其他组成及配合比。混凝土是非
45、常复杂的系统成及配合比。混凝土是非常复杂的系统, ,甚至不同性甚至不同性能之间是相互矛盾的能之间是相互矛盾的. . 如何平衡是关键。如何平衡是关键。65ppt课件C20C20C25 C25 混凝土：掺入粉煤灰，用普通减水剂时混凝土：掺入粉煤灰，用普通减水剂时, , 坍落度坍落度12012030mm30mm即可很好地泵送，离析泌水可能性即可很好地泵送，离析泌水可能性大为降低，混凝土单方成本也低大为降低，混凝土单方成本也低. . 关键是减水剂质关键是减水剂质量的稳定性量的稳定性C30C30C60C60混凝土：使用普通减水剂混凝土：使用普通减水剂+ +高效减水剂的组高效减水剂的组合，技术经济指标均较
46、好合，技术经济指标均较好C60C60以上高强、高性能、自密实混凝土、高流态：常以上高强、高性能、自密实混凝土、高流态：常规减水剂不能或很难达到要求规减水剂不能或很难达到要求(25%)(25%)的混凝土工程的混凝土工程, , 或对混凝土表面质量有较高要求的混凝土或对混凝土表面质量有较高要求的混凝土, , 可使用可使用聚羧酸减水剂聚羧酸减水剂66ppt课件5 5、高性能混凝土的配合比设计、高性能混凝土的配合比设计 高性能混凝土的配合比设计与其性能密切高性能混凝土的配合比设计与其性能密切相关，其配合比设计要综合权衡混凝土的搅拌相关，其配合比设计要综合权衡混凝土的搅拌工作性、强度、耐久性和经济性后，给
47、出混凝工作性、强度、耐久性和经济性后，给出混凝土中各组分的适宜比例，因此高性能混凝土的土中各组分的适宜比例，因此高性能混凝土的配合比设计与普通混凝土的配合比设计有较大配合比设计与普通混凝土的配合比设计有较大的不同。的不同。67ppt课件满足工作性的情况下，用水量要小满足工作性的情况下，用水量要小满足强度的情况下，水泥用量少，细掺量多掺满足强度的情况下，水泥用量少，细掺量多掺材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性材料组成及其用量合理，满足耐久性及特殊性能要求能要求掺加新型高效减水剂，改善与提高混凝土的多掺加新型高效减水剂，改善与提高混凝土的多种性能种性能（1 1）配合比设计简述）配合比设计简述
48、 HPC HPC配合比设计的基本原配合比设计的基本原则则5.1 5.1 全计算配合比设计方法全计算配合比设计方法68ppt课件34 37 40 43 46 4930 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130PLCFLCHSCAB混混凝凝土土配配合合比比组组成成图图流态混凝土(FLC)高性能混凝土(HPC)高强混凝土(HSC) 混凝土配料及搅拌系统(PLC) 69ppt课件 混凝土配合比设计方法混凝土配合比设计方法 两个基本方法两个基本方法: : 绝对体积法绝对体积法; ; 假定容重法假定容重法共同点共同点: :强度与水胶比的关系都遵从波罗米强度与水胶比的关系都遵从波罗
49、米公式公式 f fcu,pcu,p=Af=Afcu,kcu,km(c)/m(w) Bm(c)/m(w) B不同点不同点: : 前者以前者以1m1m3 3混凝土绝对体积为基础混凝土绝对体积为基础; ; 后者以假定混凝土容重为一定值后者以假定混凝土容重为一定值( (正常正常2400kg/m2400kg/m3 3) )为基础为基础. .70ppt课件 高性能混凝土配合比设计方法高性能混凝土配合比设计方法 美国美国MethaMetha和和AitcinAitcin教授推荐的方法教授推荐的方法 法国路桥试验中心法国路桥试验中心(LCPC)(LCPC)建议的方法建议的方法 日本阿部道彦方法日本阿部道彦方法
50、基于最大密实度理论的方法基于最大密实度理论的方法 Domone.P.L.JDomone.P.L.J的方法的方法 Carbouari.B.TCarbouari.B.T的方法的方法 清华大学陈肇元清华大学陈肇元, ,王怀德的方法王怀德的方法 -颗粒堆积密度计算线形模型的修正颗粒堆积密度计算线形模型的修正71ppt课件 高性能混凝土配合比设计的计算机化高性能混凝土配合比设计的计算机化 法国路桥中心法国路桥中心 LCPCLCPC软件软件 Dunstan.M.R.HDunstan.M.R.H方法方法 Day.K.WDay.K.W的的CouadCouad配合比设计系统配合比设计系统 陈肇元陈肇元-王怀德设
